x un fisico vero ,che nn faccia solo copia-incolla da wikipedia(lo so fare anck'io):che differenza c'è tra ...

Question

tra ANTIMATERIA e MATERIA SPECCHIO e MATERIA OSCURA? di antimateria ne esiste ancora o è finita e possiamo crearla solo noi in laboratorio? la materia oscura abbiamo idea di cosa sia o continuiamo a non saperlo?pare che esistano pianeti di materia oscura e persino pianeti con mescolata materia ordinaria e materia invisibile, non c'entra niente con l'antimateria oppure si'?

Answer 1

Giuro che non ho mai fatto in vita mia un copia-incolla!!!!
Cominciamo con l'antimateria:
Tutto parte dall'equazione di Dirac sull'elettrone che rendeva relativistica l'equazione d'onda di Schroedinger che permetteva di spiegare perfettamente l'effetto Zeeman. ma questa eq. aveva un grosso problema che spiegava perfettamente quando un elettrone cambiando livello energetico emetteva radiazione ma questo benedetto elettrove doveva fermarsi ad un livello più basso e rimane li, invece l'equazione aveva soluzioni anche con energia negativa!!! In definitiva una buca senza fondo dove l'elettrone continuava a cadere anche con energie negative!!!
Come risolvere il problema????
Qui c'è la differenza tra un fisico bravo e il genio!!!
Dirac ipotizzo che tutti questi stati infiniti di energia negativa erano riempiti questo comporta che nell'universo in ogni punto c'è una quantità infinita di massa e di energia negativa!!! Non è una ipotesi incredibile????
Ma se le cose stessero veramente così allora l'elettrone che si trova nello stato negativo più prossimo allo stato 0 , cioè -1 se avesse un po di energia dovrebbe saltare fuori liberando una lacuna che dovremmo vedere come una entità di carica positiva (un elettrone di carica positiva appunto).
Con questo ragionamento (spero sia stato chiaro) lui predisse gli elettroni positivi ..i positroni.
La conferma sperimentale l'ebbe Anderson con la rivelazione che nei raggi cosmici provenienti dal sole vi erano elettroni con carica positiva!!!
Con predizione di Dirac se non sbaglio fu la prima volta che con previsioni esclusivamente matematiche fu predetta l'esistenza di una particella..e che particella una particella di antimateria!!!
La spiegazione di Dirac ci permette di capire anche perchè dal vuoto con un po di energia sbuchino fuori particelle di materia e di antimateria.
Ma nessuno ha ancora dato una spiegazione valida del perche nell'universo non si mantiene questa simmetria e perche esso è fatto di materia e non di antimateria.
Il primo a porsi seriamente questo problema fu il famoso fisico russo Sakharov conosciuto ai più come dissidente ai tempi dell'unione sovietica) lui ipotizzo che per avere più materia che antimateria nll'universo occorreva soddisfare le seguenti condizioni:
1) L'origine dell'universo doveva essere da uno stato di equilibrio
2) Vi doveva essere il decadimento del protone
3) vi doveva essere la violazione di simmetria CP
Cosè la violazione di simmertia CP?
La simmetria di P è la simmetria di parità ovvero è la stessa particella vista allo specchio
La simmetria di C è la simmetria di carica è la stessa particella ma con carica opposta (antiparticella).
Una simmetria CP è una particella vista allo specchio ma con carica opposta..con i diagrammi di Feynman ti puoi divertire a creare processi di decadimento con simmetria CP.
Ora poche sanno che il modello standard permetteva la violazione di CP..e se c'è questa violazione vuol dire che all'inizio dell'universo i processi che generavano materia erano maggiori di quelli che non la generavano.
essa ammetteva la violazione di CP nel decadimento dei Kaoni...questo fu verificato sperimentalmente e Cronin e Fitch presero il premio Nobel nel 1980.
Ma il modello standard non permette di avere il decadimento del protone..questo lo si ha con la GUT (Grande Teoria Unificata) essa permette di dare massa ai neutrini!!!, di avere il decadimento del protone la violazione del CP e di spiegare quindi l'asimmetria tra materia e antimateria.
ma la GUT purtroppo si ferma qui nel senso che tiene fuori la gravità!!! non riesce a spiegare perche la materia visibile è formata dalle famiglie di bosoni e fermioni.

Quindi ricapitolando la GUT spiega perche esiste questa asimmetria tra materia e antimateria..ma non spiega perche la materia visibile è proprio così e perche vi sono fermioni e bosoni separati (cioè materia e forze).
In questo subentra la Supersimmetria dove ogni particella conosciuta ha un super-partner con le stesse caratteristiche ma non lo spin.
Per i bosoni es. il fotone il super partner ha il suffisso ino fotino.
Per i fermioni ha il suffisso s- es. quark ..si ha squark.
Se ne vuoi sapere di più leggiti un bel libro divulgativo:
Kane Supersimmetria, boringhieri
La materia oscura che si divide in fredda (in quanto ha una notevole massa ma interaggisce debolemnte) il maggior candidato a rappresentare questa materia è LSP un superpartner.
Materia oscura calda che si muovono velocemente..anche qui si pensa che qualche superpartner ne sia il responsabile.
Ma il problema attuale è quello di trovare conferma o meno se LSP è il responsabile della materia oscura fredda!!!!
ma su questo vi sono molti problemi primo fra tutti che LSP anche se dovesse decadre avrebbe come vita media quella dell'universo!!!!.ecc. ecc.
Alla Prossima

Answer 2

è la prima volta che sento il termine MATERIA A SPECCHIO, ma credo che intendi la materia ordinaria, cioè quella che emana radiazione su tutto (o parte) lo spettro elettromagnetico..
e quindi quella che viene chiamata MATERIA BARIONICA...

credo che su questa ci sia poco da dire (in realtà molto), nel senso che è quella che conosciano, quella con cui è fatto tutto ciò che ci circonda...
la materia è costituita da atomi (gli atomi sono fatti da barioni, protoni e neutroni, e da leptoni, elettroni e neutrini)

quindi passiamo alle altre due..

MATERIA OSCURA, cioè materia non luminosa, nel senso che non emana alcun tipo di radiazione dello spettro elettromagnetico, e pertanto non è rilevabile, se non per effetti dinamici che ha, ad esempio, sulla velocità di rotazione della galassia (curva di rotazione) o sulla dinamica degli ammassi e superammassi di galassie..
la materia oscura si definisce anche come materia non barionica, e quindi costituita da altre particelle che non sono i nostri comuni atomi ( ad es. neutralino ed assione)..
pianeti di materia oscura non esistono, o almeno non eistono per quanto ne sappiamo noi sulla materia oscura.. è però una componente dominante nell'universo, probabilmente il 90% è materia oscura...
la materia oscura non centra niente con l'antimateria, anche se può esserci la possibilità che qualche anti-idrogeno se ne vada in giro per questo mezzo, ma sono cmq due cose diverse..

l'ANTI-MATERIA, è materia come la nostra, ma al contrario,,
elettroni con carica positiva (positroni) e protoni con carica negativa (anti - protrone)
quindi un anti-idrogeno sarebbe costituito da un anti-protone (nucleo) attorno a cui orbita un positrone..
questo esiste, è stato creato in laboratorio..
quando la materia incontra l'anti-materia esse si annichilano a vicenda liberando molta energia (idrogeno incontra anti-idrogeno)..
Andando alle prime fasi dell'universo, dopo il big-bang ci furono varie fasi in cui si iniziarono a formare delle particelle (se vuoi maggiori dettagli fai una domanda a riguardo che altrimenti qui diventa lunga) tra loro simmetriche...
facendo un balzone in avanti, abbiamo un universo costituito da elettroni e positroni, protoni e anti protoni, etc...
Ogni volta che una particella incontrava un'antiparticella esse si annichilavano a vicenda (annichilazione delle coppie), per un motivo non chiaro (e probabilmente del tutto casuale) ci fu una, anche se minima, abbondanza di particelle rispetto alle antiparticelle, quindi la materia prevalse sull'antimateria..
ovviamente qualche traccia di antimateria è rimasta, ma e del tutto insignificante...
è però possibile crearla in laboratorio, e si sta pensando a costruire un motore che funzioni grazie all'energia prodotta dall'annichilazione di idrogeno con antiidrogeno (ovviamente motori per astronavi..)

ps: spero di esser stata abbastanza chiara, e di aver chiarito, almeno in parte, i tuoi dubbi a riguardo..